DD298825A5 - Verfahren zum walzen von grobblechen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Grobblechen mit ferritisch-perlitischem Gefuege aus unlegierten und mikrolegierten schweiszbaren Baustaehlen mit insbesondere erhoehter Tieftemperaturzaehigkeit auch bei Blechdicken ueber 25 mm. Die erfindungsgemaesze Aufgabe wird dadurch geloest, dasz ausgehend vom ueblichen thermomechanischen Walzen (Vorwaermen der Brammen auf Temperaturen von 1 050 bis 1 250C, Vorwalzen mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 40%, Abkuehlung auf den Temperaturbereich der Austenitrekristallisation um etwa 1 000C, Fertigwalzen und Abkuehlen) das Fertigwalzen in zwei Phasen mit einem dazwischenliegenden weiteren Abkuehlschritt erfolgt. In der Abkuehlphase zwischen der ersten und der zweiten Fertigwalzphase wird einem erneuten Wachstum des nach der ersten Fertigwalzphase vorliegenden feinkoernigen vollstaendig rekristallisierten Austenits entgegengewirkt, so dasz in die zweite Fertigwalzphase ein gleichmaesziges feinkoerniges Austenitgefuege einlaeuft. Es erfaehrt in der zweiten Fertigwalzphase eine weitere Verfeinerung. Nach der Abkuehlung auf Raumtemperatur und vollzogener Phasenumwandlung g/a weisen auch die ueber 25 mm starken Bleche ein gleichmaesziges und feinkoerniges Ferritgefuege auf, wodurch insbesondere die Tieftemperaturzaehigkeit wesentlich verbessert ist.{Walzen, thermomechanisch; Grobblech, ferritisch-perlitisch, unlegiert, mikrolegiert, schweiszbar; Baustahl; Tieftemperaturzaehigkeit; Austenit}
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Grobblechen mit ferritisch-perlitischem Gefüge aus unlegierten und mikrolegierten schweißbaren Baustählen mit insbesondere erhöhter Tieftemperaturzähigkeit auch bei Blechdicken über 25 mm.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Das Verfahren gehört zu den thermomechanischen Walzverfahren, die durch intensive kontrollierte Endumformung mit Endwalztemperaturen im Bereich des Ar3-Punktes und darunter gekennzeichnet sind. Mit dieser Walztechnologie ist es möglich, Baustähle herzustellen, deren Festigkeit, Tieftemperaturzähigkeit, Schweißbarkeit und Kaltumformbarkeit, im Vergleich zum Normalwalzen mit anschließendem Normalglühen bzw. zum temperaturgeregelten Walzen, in wesentlich günstigerer Kombination einstellbar sind /1/.
Typisch für das thermomechanische Walzen ist die Erwärmung der Brammen auf eine Temperatur oberhalb 1000°C, Vorwalzen mit einem Gesamtumformgrad von mindestens 40%, Abkühlen auf eine Temperatur unter 9000C, Fertigwalzen und Luft- bzw. beschleunigtes Abkühlen (z.B. DE-OS 3437637).
Danach hergestellte Grobbleche aus nichtmikrolegiertem schweißbarem Baustahl weisen bei Blechdicken unter 25mm eine gute Tieftemperaturzähigkeit auf. Bei Blechdicken über 25 mm konnten keine befriedigenden Werte erzielt werden.
Eine 250mm dicke Bramme aus dem Stahl St 355 wurde auf 1200°C vorgewärmt, bei dieser Temperatur gehalten, auf ca. 70 bis 80mm vorgewalzt, auf 890cC abgekühlt, fertiggewalzt und an Luft abgekühlt. Die gemessenen Werte betrugen:
| Blechdicke | pm | 30 mm |
| mittlere Ferritkorngröße | 17 | |
| Kerbschlagzähigkeit KV | J | |
| bei -200C Querproben | MPa | 20 |
| Streckgrenze, R, | MPa | 350 |
| Zugfestigkeit, Rn, | % | 515 |
| Bruchdehnung.Aij | 21 | |
Eine 250mm dicke Bramme aus dem Stahl St 38-3 wurde auf 1200°C vorgewärmt, bei dieserTemperatur gehalten, auf ca. 70 mm vorgewalzt, auf 880°C abgekühlt, auf eine Enddicke von 30 mm fertig gewalzt und an Luft abgekühlt. Folgende Werte wurden ermittelt:
| mittlere Ferntkorngroße | pm | 21 |
| Kerbschlagzähigkeit KV | ||
| bei -200C Querproben | J | 10 |
| Streckgrenze, R, | MPa | 270 |
| Zugfestigkeit, Rn, | MPa | 429 |
| Bruchdehnung,A8 | % | 22 |
Durch geeignete Mikrolegierungszusätze (z.B. Nb) kann die Rekristallisation des Austenits während des Fertigwalzens unterdrückt werden (Anhebung der Rekristallisationstemperatur des Austenits), so daß die Keimdichte bei der Phasenumwandlung γ/α infolge der starken Streckung der Austenitkörner in Walzrichtung, sogenannte „pancake"-Struktur, und infolge der Ausbildung von Derformationsbändern stark ansteigt 121. Die Folge ist ein feines Ferritkorn, welches in Kombination mit der durch die Mikrolegierungszusätze bedingten Ausscheidungshärtung eine hohe Streckgrenze in Kombination mit einer niedrigen Duktil-Spröd-Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit (hohe Tieftemperaturzähigkeit) garantiert. Bei nichtmikrolegierten schweißbaren Baustählen kann im Gegensatz zu mikrolegierten E austählen die Rekristallisation des Austenits während des Fertigwalzens nicht vollständig unterdrückt werden, so daß insbesondere bei (iroßen Blechdicken teilrekristallisierter Austenit auftritt /3/. Die Folge ist ein inhomogenes ferritisch-perlitisches G jfüge mit nachteiligen
Auswirkungen auf die Tieftemperaturzähigkeit /4/. Dies steht der Anwendung des temperaturgeregelten und thermomechanischen Walzens bei der Herstellung von Grobblechen mit großen Dicken, insbesondere über 25mm entgegen.
/1/ Käthe, A. u.a.: Thermomechanischee Walzen von Grobblechen aus ferritisch-perlitischen höherfesten schweißbaren Baustähle. In: 16.Metalltagung In der DDR ,,Thermomechanische Behandlung von Stahl", Mal, 1987, Wissenschaftliche Berichte, Akademie der Wissenschaften der DDR, Zentralinstitut für Festkörperphysik und Werkstofforschung Dresden, Bd. 1, S. 138
/2/ Hulka, K.: Fundamental Aspects in Hot Rolling Microalloyed Plate Steel. In: Proc. 8th Process Technology Conference, Vol.8, Dearborn, USA, Oct. 1988
/3/ Zouhar, G. u. Höfgen, H.: Computer Simulation of the Microstructural Evolution During Hot Working. In: Proc. 8th Process Technology Conference, Vol.8, Dearborn, USA, Oct. 1988, S.23-40.
/4/ Richter, J. u.a.: Ergebnisse der quantitativen Gefügeanalyse an kontrollier: gewalzten, ferritisch-perlitischen höherfesten Baustählen. In: 16.Metalltagung in der DDR ,Thermomechanische Behandlung von Stahl*, Mai 1987 Posterband Wissenschaftliche Berichte, Akademie der Wissenschaften der DDR, Zentralinstitut für Festkörperphysik und Werkstofforschung Dresden, Nr. 34, S.4-7.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist insbesondere die Vorbesserung der Tieftemperaturzähigkeit von Grobblechen aus nichtmikrolegierten schweißbaren Baustählen mit ferritisch-perlitischem Gefüge.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, das thermomechanische Walzen so zu modifizieren, daß die Tieftemperaturzähigkeit von Grobblechen erhöht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ausgehend vom üblichen thermomechanischen Walzen (Vorwärmen der Brammen auf Temperaturen von 1050 bis 1250°C, Vorwalzen mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 40%, Abkühlung auf den Temperaturbereich der Austenitrekristallisation um etwa 1000°C, Fertigwalzen und Abkühlen) das Fertigwalzen in zwei Phasen mit einem dazwischenliegenden weiteren Abkühlschritt erfolgt.
Vorzugsweise beginnt die erste Fertigwalzphase bei einer Temperatur von 900 bis 850°C, wobei sie mindestens zwei Umformschritte mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 30% umfassen sollte.
Die zweite Fertigwalzphase beginnt vorzugsweise bei einer Temperatur von 830 bis 780°C und umfaßt mindestens zwei Umformschritte mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 15%, wobei die Endtemperatur oberhalb Ar3 liegen sollte.
In der Abkühlphase zwischen der ersten und der zweiten Fertigwalzphase wird einem erneuten Wachstum des nach der ersten Fertigwalzphase vorliegenden feinkörnigen vollständig rekristallisierten Austenits entgegengewirkt, so daß in die zweite Fertigwalzphase ein gleichmäßiges feinkörniges Austenitgefüge einläuft. Es erfährt in der zweiten Fertigwalzphase eine weitere Verfeinerung. Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur und vollzogener Phasenumwandlung/? weisen auch die über 25mm starken Bleche ein gleichmäßiges und feinkörniges Ferritgefüge auf, wodurch insbesondere die Tieftemperaturzähigkeit wesentlich verbessert ist.
Dieses an sich für die Herstellung von Grobblechen mit ferritisch-perlitischem Gefüge aus unlegierten schweißbaren Baustählen mit insbesondere erhöhter Tieftemperaturzähigkeit entwickelte Verfahren eignet sich auch vorteilhaft für das Walzen von Grobblechen aus schweißbaren Baustählen, die mit solchen Elementen, wie z. B. Vanadium, mikrolegiert sind, die sich zur Hemmung des Kornwachstums und zur Unterdrückung der Rekristallisation des Austenits beim thermomechanischen Walzen nicht eignen. Durch die Kornfeinung des Ferrits mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und in Kombination mit der Ausscheidung der Vanadium-Karbonitride im Ferrit ergibt sich eine bessere Kombination zwischen Streckgrenze und Duktil-Spröd-Übergangstemperatur der Kerbschlagzähigkeit.
Ausführungsbeispiele
Eine 254 mm dicke Bramme wurde auf eme Temperatur von 1100 bis 125O0C vorgewärmt und in 6 Stichen (Dickenabnahmen ca. 15,10,20,22,25 und 28%) auf eine Dicke von 66mm vorgewalzt. Die Endtemperatur nach dem Vorwalzen betrug 950 bis 1040°C. Nach einer ersten Kühlphase von 300s schloß sich bei einer Ausgangstemperatur von 870°C eine erste Fertiywalzphase mit Umformgraden von ca. 21 und 18% an (Enddicke 43 mm). Es folgte eine zweite Kühlphase von 120s und eine zweite Fertigwalzphase bei einer Ausgangstemperatur von 81O0C mit Umformgraden von ca. 20 und 13% auf eine Endblechdicke von 30 mm. Die Endtemperatur betrug 8050C (oberhalb Ar3) .Das gewalzte Blech wurde an Luft abgekühlt. Es wurden folgende Werte gemessen:
| mittlere Ferritkorngröße, da | pm | 9,12 |
| Kerbschlagzähigkeit KV | ||
| bei -2O0C Querproben | J | £60 |
| Streckgrenze, R1 | MPa | 400 |
| Zugfestigkeit, Rm | MPa | 529 |
| Bruchdehnung As | % | 28 |
Eine 254mm dicke Dramme wurde auf eine Temperatur von 11000C vorgewärmt und in 10 Stichen (Dickenabnahmen ca. 10,11, 12,10,8, 4,16,19,19 und 11 %) auf eine Dicke von 69,6mm vorgewalzt. Die Endtemperatur nach dem Vorwalzen betrug 97O0C.
Nach einer ersten Kühlphase von 270s schloß sich bei einer Ausgangstemperatur von 890°C eine erste Fertigwalzphase mit Umformgraden von ca. 13,9,12 und 12% an (Enddicke 43 mm). Es folgte eine zweite Kühlphase von 134s und eine zweite Fertigwalzphase bei einer Ausgangstemperatur von 8000C mit Umformgraden von ca. 9 und 8% auf eine Endblechdicke von 36mm. Die Endtemperatur betrug 79O0C (ouorhslb Ar3). Das gewalzte Blech wurde an Luft abgekühlt.
| mittlere Ferritkorngröße, d„ | pm | 12,6 |
| Kerbschlagzähigkeit KV | ||
| bei -2O0C Querproben | J | 40 |
| Streckgrenze, R, | MPa | 386 |
| Zugfestigkeit, Rn, | MPa | 540 |
| Bruchdehnung Ae | % | 28 |
Eine 254mm dicke Bramme wurde auf eine Temperatur von 1100 bis 125O0C vorgewärmt und in 6 Stichen (Dickenabnahmen ca. 14,16, Endtemperatur nach dem Vorwalzen betrug 10100C. Nach einer ersten Kühlphase von 280s schloß sich bei einer Ausgangstemperatur von 88O0C eine erste Fenigwalzphase mit Umformgraden von ca. 18 und 18% an (Enddicke 53 mm). Es folgte eine zweite Kühlphase von 110s und eine zweite Fertigwalzphase bei einer Ausgangstemperatur von 8100C mit Umformgraden von 20 und 16% auf eine Endblechdicke von 36mm. Die Endtemperatur betrug 8000C (oberhalb Ar3). Das gewalzte Blech wurde an Luft abgekühlt.
| mittlere Ferritkorngroße, d„ | μηι | 13,4! |
| Kerbschlagzähigkeit KV | ||
| bei -2O0C Querproben | J | ä 30 |
| Streckgrenze, R, | MPa | 335 |
| Zugfestigkeit, Rn, | MPa | 429 |
| Bruchdehnung As | % | 30 |
Claims (3)
1. Verfahren zum Walzen von Grobblechen durch Vorwärmen der Brammen auf Temperaturen von
1050 bis 12500C, Vorwalzen mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 40%, Abkühlung auf den Temperaturbereich der Austenitrekristallisation um etwa 10000C, Fertigwalzen und Abkühlen, gekennzeichnet dadurch, daß das Fertigwalzen in zwei Phasen mit einem dazwischenliegenden weiteren Abkiihlschritt erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Fertigwalzphase bei einer Temperatur von 900 bis 850°C beginnt und mindestens zwei Umformschritte mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 30% umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Fertigwalzphase bei einer Temperatur von 830 bis 7800C beginnt, mindestens zwei Umformschritte mit einem Gesamtumformungsgrad von mindestens 15% umfaßt und die Endtemperatur oberhalb Ar3 liegt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33955490A DD298825A5 (de) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Verfahren zum walzen von grobblechen |
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| Country | Link |
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| DD (1) | DD298825A5 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018132908A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermo-mechanisch hergestellten Warmbanderzeugnissen |
| DE102018132816A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermo-mechanisch hergestellten profilierten Warmbanderzeugnissen |
-
1990
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Cited By (3)
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| DE102018132908A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermo-mechanisch hergestellten Warmbanderzeugnissen |
| DE102018132816A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermo-mechanisch hergestellten profilierten Warmbanderzeugnissen |
| US12258648B2 (en) | 2018-12-19 | 2025-03-25 | voestapline Stahl GmbH | Method for producing thermo-mechanically produced profiled hot-rolled strip products |
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